三相异步电动机节能保护器的研究

摘要

三相交流异步电动机的节能一直是电机领域研究的热点，特别是近几年来全国出现电力供应紧张的局面，使得对交流异步电动机的节能设备的研究和推广更为迫切。但目前市面上的节能设备普遍存在成本过高的现象，这在一定程度上阻碍了异步电动机节能设备的推广使用。　　本文从分析异步电动机的功率损失入手，阐述了三相异步电动机△-Y切换降压运行的工作特性、节能原理、节电效果、节能保护器应采取的抗干扰措施以及其它应注意的问题。并在此基础上提出了一整套单片机控制的三相异步电动机Y/△切换节能保护器的设计方案，获得了较高的性价比。并针对传统电动机Y/△切换节能保护器在Y/△切换点附近发生频繁切换的问题，提出手动现场整定临界负载率和切换时间的解决办法。　　最后，制作出了一台试验样机并进行了性能测试，实验结果表明，样机达到了预期的控制性能和节能效果，验证了方案的可行性。本文还在实验结果的基础上进行了深入的分析与讨论，为进一步完善本方案提出了改进的方向和办法。

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

1.1异步电机节能的必要性

1.2常见的几种电动机节能保护器及其优缺点

1.2.1老式的Y/△转换节能电路

1.2.2电子式软启动器

1.2.3单片机控制的Y/△转换节能保护器

1.3本文所做的工作

2.三相异步电动机Y/△转换节能原理

2.1三相异步电动机的功率损失分析

2.1.1铜损失

2.1.2铁损失

2.1.3机械损失

2.1.4杂散损失

2.1.5总损失

2.2△-Y运行的工作特性

2.2.1 I1=f(β)关系

2.2.2 COSφ=f(β)关系

2.2.3 η=f(β)关系

2.3△-Y切换的节能原理

3.三相异步电动机Y/△转换节能保护器的设计

3.1性能要求

3.2控制电路主芯片

3.3电动机节能保护器系统框图

3.4 电动机节能保护器的硬件电路设计

3.4.1线性整流滤波电路

3.4.2硬件保护电路

3.4.3其它单片机外围电路

3.4.4保护器的原理图及硬件抗干扰措施

3.4.5保护器的印刷电路板的设计

3.5电动机节能保护器的软件设计

3.5.1程序流程图

3.5.2软件抗干扰措施

3.6主电路接线图及其工作过程

4.三相异步电动机Y/△转换节能保护器的实验

4.1实验目的

4.2实验仪器

4.3实验接线图

4.4实验步骤

4.4.1接线

4.4.2校准额定电流

4.4.3空载电流对实验的影响

4.4.4 Y/△转换前后电流、功率、功率因数的对比

5.有关本设计的几点讨论

5.1有关空载电流对实验的影响

5.1.1采用交流采样

5.1.2采用鉴相器电路

5.2有关硬件保护有可能躲不开△下的启动电流

5.3有关性价比

6.总结

附图1 电动机保护器原理图

附图2 电动机保护器印刷板图

参考文献

致谢

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